一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201410212250.1

申请日:

2014.05.19

公开号:

CN104065374A

公开日:

2014.09.24

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效 IPC(主分类):H03L 1/02申请日:20140519|||公开

IPC分类号:

H03L1/02

主分类号:

H03L1/02

申请人:

浪潮电子信息产业股份有限公司

发明人:

刘涛

地址:

250014 山东省济南市高新区舜雅路1036号

优先权:

专利代理机构:

济南信达专利事务所有限公司 37100

代理人:

姜明

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内容摘要

本发明提供一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,属于计算机通信领域,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。包括以下步骤:以25摄氏度温度为基准,获取晶振基准负载电容;获取晶振精度漂移的温度变化曲线;划定各个漂移区间;获取温度稳定极点;动态切换电容组合,实现容值自动匹配;测试、通过,达到最优的晶振频率控制。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性。

权利要求书

1.  一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,其特征在于包括以下步骤:
①以25摄氏度为参考基准,调整晶振的输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在+/-10ppm以内(即温漂量程范围为20ppm);
②获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,在纵坐标上以20ppm为步长,划定各个漂移区间,漂移区间A、漂移区间B、漂移区间C等;
③在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内;
④根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值;根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配。

2.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于以25摄氏度为参考基准,调整晶振输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在+/-10ppm以内,需要将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在+/-10ppm以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。

3.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,从-15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为ppm值,将每个温度点下对应的ppm值点采用曲线拟合进行连续化实现;在纵坐标上以20ppm为步长,划定各个漂移区间。

4.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内,温度稳定极点离散分布在各个温度区间上,每个温度稳定极点均对应一个容性负载,实现容性负载跟随温度的自动更新即实现整个温度区间的+/-10ppm温漂控制。

5.
  根据权利要求1所述的方法,其特征在于根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值;根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配,容值的动态切换需要实时检测环境温度的变化,根据电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照ppm精度要求,搭配出对应需求的容性负载。

说明书

一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法
技术领域
本发明涉及计算机通信领域,具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。
背景技术
当今的服务器主板对实时时钟的晶振频率控制设计要求越来越高,不同厂家的服务器主板大量应用于服务器系统,晶振频率控制存在差别,目前服务器系统的设计只能尽可能满足一种温度范围下精度规格需求,进而带来这样一个问题,那就是随之而来的晶振频率控制随温度变化状态的不统一,对用户呈现的是一种跟随温度变化,时钟时快时慢的状态。今天,服务器系统上实时时钟的晶振频率承担着系统时间的计时任务,在这种情况下保证服务器实时时钟的晶振频率稳定设计,对于服务器系统的整体一致性具有重要的意义。
当前对服务器系统的设计只能尽可能满足25摄氏度下晶振的精度规格需求,但服务器工作环境温度并不稳定,如高温服务器的使用等,晶振的精度跟随温度变化的特性尤为明显,如何保证晶振精度的温度一致性,逐渐成为影响服务器系统时间协调与用户操作时间统一管理的关键因素。为了提高时间的准确性,服务器需要不断与网络时间进行同步,但是由于晶振本真的温度漂移存在,该误差并无法消除,同步后误差又开始累积,且很多服务器并不接入网络,因此只能依靠自身的实时晶振来完成计时;这种单一温度点固定化晶振精度控制方式,无法实现各种温度环境下晶振频率的精确性需求;随着对服务器系统时间一致性要求不断增加,为了保证服务器系统的稳定运行,在复杂的温度环境运行过程中,实现晶振精度的可控设计尤为重要,并成为决定服务器一致性关键要素之一。
发明内容
针对当前晶振精度设计过程中遇到的上述问题,结合容性负载、晶振温漂等关键电气因素,通过深入分析,总结了一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法。
本发明是以控制理论支撑点,具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义,具体发明内容可以分为如下五个方面:
1、①以25摄氏度为参考基准,调整晶振的输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在+/-10ppm以内(即温漂量程范围为20ppm);
②获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,在纵坐标上以20ppm为步长,划定各个漂移区间,漂移区间A、漂移区间B、漂移区间C等。
③在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内。
④根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配。
2、所述的以25摄氏度为参考基准,调整晶振输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在+/-10ppm以内,需要将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在+/-10ppm以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。
3、所述的获取-15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,从-15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为ppm值,将每个温度点下对应的ppm值点采用曲线拟合进行连续化实现;在纵坐标上以20ppm为步长,划定各个漂移区间。
4、所述的在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在+/-10ppm以内,温度稳定极点离散分布在各个温度区间上,每个温度稳定极点均对应一个容性负载,实现容性负载跟随温度的自动更新即实现整个温度区间的+/-10ppm温漂控制。
5、所述的根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配,容值的动态切换需要实时检测环境温度的变化,根据电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照ppm精度要求,搭配出对应需求的容性负载。
本方法解决了当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。
附图说明
附图1是本发明的实施流程图。
具体实施方式
下面对本发明的内容进行更加详细的阐述:
①首先将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在+/-10ppm以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。
②从-15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为ppm值,将每个温度点下对应的ppm值点采用曲线拟合进行连续化实现;在纵坐标上以20ppm为步长,划定各个漂移区间。
③根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。
④实时检测环境温度的变化,结合已有的25摄氏度下的对应的参考基准电容值,通过外置电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照ppm精度要求,搭配出对应需求的容性负载。
经过上面详细的实施,可以很方便的实现晶振的高精度设计,不仅达到了晶振的计数精度要求,而且实现宽温度范围下的温度一致要求,实现服务器系统晶振温度漂移的可靠性、稳定性。

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1、10申请公布号CN104065374A43申请公布日20140924CN104065374A21申请号201410212250122申请日20140519H03L1/0220060171申请人浪潮电子信息产业股份有限公司地址250014山东省济南市高新区舜雅路1036号72发明人刘涛74专利代理机构济南信达专利事务所有限公司37100代理人姜明54发明名称一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法57摘要本发明提供一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,属于计算机通信领域,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。包括以下步骤以25摄氏度温度为基准,获取晶。

2、振基准负载电容;获取晶振精度漂移的温度变化曲线;划定各个漂移区间;获取温度稳定极点;动态切换电容组合,实现容值自动匹配;测试、通过,达到最优的晶振频率控制。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页10申请公布号CN104065374ACN104065374A1/1页21一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,其特征在于包括以下步骤以25摄氏度为参考基准,调整晶振的输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在/10。

3、PPM以内(即温漂量程范围为20PPM);获取15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,在纵坐标上以20PPM为步长,划定各个漂移区间,漂移区间A、漂移区间B、漂移区间C等;在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在/10PPM以内;根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值;根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配。2根据权利要求1所述的方法,其特征在于以25摄氏度为参考基。

4、准,调整晶振输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在/10PPM以内,需要将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在/10PPM以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。3根据权利要求1所述的方法,其特征在于获取15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,从15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为PPM值,将每个温度点下对应的PPM值点采用曲线拟合进行连续化实现;。

5、在纵坐标上以20PPM为步长,划定各个漂移区间。4根据权利要求1所述的方法,其特征在于在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在/10PPM以内,温度稳定极点离散分布在各个温度区间上,每个温度稳定极点均对应一个容性负载,实现容性负载跟随温度的自动更新即实现整个温度区间的/10PPM温漂控制。5根据权利要求1所述的方法,其特征在于根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值;根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配,容值的。

6、动态切换需要实时检测环境温度的变化,根据电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照PPM精度要求,搭配出对应需求的容性负载。权利要求书CN104065374A1/3页3一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法0001技术领域本发明涉及计算机通信领域,具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。背景技术0002当今的服务器主板对实时时钟的晶振频率控制设计要求越来越高,不。

7、同厂家的服务器主板大量应用于服务器系统,晶振频率控制存在差别,目前服务器系统的设计只能尽可能满足一种温度范围下精度规格需求,进而带来这样一个问题,那就是随之而来的晶振频率控制随温度变化状态的不统一,对用户呈现的是一种跟随温度变化,时钟时快时慢的状态。今天,服务器系统上实时时钟的晶振频率承担着系统时间的计时任务,在这种情况下保证服务器实时时钟的晶振频率稳定设计,对于服务器系统的整体一致性具有重要的意义。0003当前对服务器系统的设计只能尽可能满足25摄氏度下晶振的精度规格需求,但服务器工作环境温度并不稳定,如高温服务器的使用等,晶振的精度跟随温度变化的特性尤为明显,如何保证晶振精度的温度一致性,。

8、逐渐成为影响服务器系统时间协调与用户操作时间统一管理的关键因素。为了提高时间的准确性,服务器需要不断与网络时间进行同步,但是由于晶振本真的温度漂移存在,该误差并无法消除,同步后误差又开始累积,且很多服务器并不接入网络,因此只能依靠自身的实时晶振来完成计时;这种单一温度点固定化晶振精度控制方式,无法实现各种温度环境下晶振频率的精确性需求;随着对服务器系统时间一致性要求不断增加,为了保证服务器系统的稳定运行,在复杂的温度环境运行过程中,实现晶振精度的可控设计尤为重要,并成为决定服务器一致性关键要素之一。发明内容0004针对当前晶振精度设计过程中遇到的上述问题,结合容性负载、晶振温漂等关键电气因素,。

9、通过深入分析,总结了一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法。0005本发明是以控制理论支撑点,具体是利用一种基于容性负载自动调整技术的晶振精度控制方法,来解决当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义,具体发明内容可以分为如下五个方面1、以25摄氏度为参考基准,调整晶振的输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在/10PPM以内(即温漂量程范围为20PPM);获取15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精。

10、度漂移,在纵坐标上以20PPM为步长,划定各个漂移区间,漂移区间A、漂移区间B、说明书CN104065374A2/3页4漂移区间C等。0006在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在/10PPM以内。0007根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配。00082、所述的以25摄氏度为参考基准,调整晶振输出端的负载电容值,使晶振的温度漂移控制在/10PPM以内,需要将晶振所在的。

11、服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在/10PPM以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。00093、所述的获取15至50摄氏度范围内晶振精度漂移的温度变化曲线,横坐标为温度,纵坐标为晶振精度漂移,从15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为PPM值,将每个温度点下对应的PPM值点采用曲线拟合进行连续化实现;在纵坐标上以20PPM为步长,划定各个漂移区间。00104、所述的在晶振精度漂移的温度变化曲线上,各个漂移区。

12、间的纵坐标方向中点,其对应的横坐标即为温度稳定极点,即该温度值下,如果控制使能对应大小晶振的容性负载,可使该温度精度漂移控制在/10PPM以内,温度稳定极点离散分布在各个温度区间上,每个温度稳定极点均对应一个容性负载,实现容性负载跟随温度的自动更新即实现整个温度区间的/10PPM温漂控制。00115、所述的根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。根据温度稳定极点的不同,通过动态切换电容的组合,实现容值的自动匹配,容值的动态切换需要实时检测环境温度的变化,根据电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照PPM精度要求,搭配出对应需求的容性负载。0012本方。

13、法解决了当前在服务器系统在不同温度环境中,晶振精度无法精确控制的问题。本方法保证了服务器系统实时晶振的高精度设计,实现服务器系统实时时钟的晶振频率可靠性、稳定性,对于服务器系统的稳定性具有重要的意义。附图说明0013附图1是本发明的实施流程图。具体实施方式0014下面对本发明的内容进行更加详细的阐述首先将晶振所在的服务器主板置于恒定25摄氏度温度的测试环境中,采用频率计实时读取晶振频率,连续三次均准确在/10PPM以内,则认为当前的容值准确,容值的调整方法为若晶振频率偏低,则减小容值,若晶振频率偏高,则增大容值。0015从15摄氏度至50摄氏度,温度每变化1摄氏度,则记录晶振当前温度下对应的频。

14、率值,并根据与标准频率的偏差比对,换算为PPM值,将每个温度点下对应的PPM值点采用曲线拟合进行连续化实现;在纵坐标上以20PPM为步长,划定各个漂移区间。说明书CN104065374A3/3页50016根据各个漂移区间对应的温度稳定极点,可测试出对应的晶振的容性负载的值。0017实时检测环境温度的变化,结合已有的25摄氏度下的对应的参考基准电容值,通过外置电容的串并联组合,采用模拟开关,在不同的漂移区间,按照PPM精度要求,搭配出对应需求的容性负载。0018经过上面详细的实施,可以很方便的实现晶振的高精度设计,不仅达到了晶振的计数精度要求,而且实现宽温度范围下的温度一致要求,实现服务器系统晶振温度漂移的可靠性、稳定性。说明书CN104065374A1/1页6图1说明书附图CN104065374A。

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